Più del 99% dell’efficienza iniziale dopo 240 0re di funzionamento
(Rinnovabili.it) – Economicità, stabilità ed efficienza elevata non solo le sole qualità richieste al fotovoltaico. Per un’integrazione tecnologica perfetta, la ricerca di settore insegue da tempo anche un’altra caratteristica: la trasparenza. Celle solari trasparenti o semitrasparenti, infatti, possono essere impiegate per realizzare vetri e finestre che producano energia senza privare della luce gli ambienti interni. O possono essere impilate su celle tradizionali per regalare il giusto boost all’architettura multigiunzione. A patto ovviamente di non dover rinunciare agli attributi sopracitati.
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L’ultimo grande progresso in tal senso è stato compiuto dal Dipartimento di ricerca sul fotovoltaico del Korea Institute of Energy Research (KIER), in collaborazione con il KIER Energy AI e il Computational Science Lab. Qui un team di scienziati ha realizzato celle solari semitrasparenti in perovskite con un’efficienza di conversione del 21,68%. I dispositivi rappresentano un record mondiale nel campo e nel contempo offrono anche un’invidiabile durata. Oltre il 99% della loro efficienza iniziale, infatti, è stata mantenuta dopo 240 ore di funzionamento.
Celle Solari Semitrasparenti in Perovskite, alla ricerca dell’intoppo
Per raggiungere questo risultato, il gruppo ha dovuto risolvere un ostacolo non da poco. Per ottenere fotovoltaico semitrasparente è necessario sostituire i tradizionali elettrodi metallici delle celle con elettrodi trasparenti che consentono il passaggio della luce. Tuttavia durante processo vengono generate particelle ad alta energia, che portano al degrado delle prestazioni dello strato di trasporto delle lacune.
In realtà una soluzione tecnica esiste (si crea un cuscinetto protettivo tra elettrodo e strato di trasporto) ma le prestazioni finali sono sempre apparse deludenti. Gli scienziati del KIER hanno utilizzato l’analisi elettro-ottica e la scienza computazionale a livello atomico per comprenderne i motivi e di conseguenza risolvere il problema. Come? Aggiungendo ossidi di litio stabili “alla ricetta”.
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Il questo modo il gruppo ha sviluppato celle solari semitrasparenti in perovskite in grado di convertire in elettricità il 21,68% della luce solare, il più alto valore mai raggiunto da questo segmento. Quindi ha applicato le unità come cella superiore di un’architettura tandem, creando le prime celle solari multigiunzione bifacciali della Corea del Sud, che utilizzano la luce riflessa dalla parte posteriore e quella incidente dalla superficie anteriore. Una volta testate hanno mostrato efficienze equivalenti bifacciali del 31,5% per le configurazioni a quattro terminali e del 26,4% per le configurazioni a due terminali. la ricerca è stata pubblicata su Advanced Energy Materials (testo in inglese).